Bioetanols. Vai ir iespējams pāriet uz jaunu degvielu?

Bioetanola ražošana

Bioetanols, tāpat kā biodīzeļdegviela, tiek ražots no augu materiāliem. Biežāk nekā citas bioetanola ražošanai tiek ņemtas divas kultūras: kukurūza un cukurniedres. Piemēram, ASV bioetanola ražošana galvenokārt balstās uz kukurūzu, Brazīlijā – uz cukurniedrēm. Taču par izejvielām var izmantot arī citus augus ar augstu cietes un augu cukuru saturu: kartupeļus, cukurbietes, batātes u.c.

Pasaulē bioetanola ražošana visvairāk attīstīta Amerikā. Brazīlijas un ASV ražošanas jaudas kopā veido vairāk nekā pusi (precīzāk, vairāk nekā 60%) no pasaulē saražotās šīs degvielas.

Bioetanols pēc būtības ir parasts etilspirts (vai etanols), ko izmanto alkoholisko dzērienu ražošanā ar labi zināmo ķīmisko formulu C₂H₅OH Taču bioetanols nav piemērots lietošanai pārtikā īpašu piedevu, degvielas piedevu klātbūtnes dēļ. Papildus terc-butilmetilēterim (MTBE), kas paaugstina biodegvielas detonācijas pretestību, samazina spirtu korozitāti un ir sadegšanā iesaistītā papildu skābekļa nesējs, bioetanolam tiek pievienots neliels daudzums citu piedevu.

Ir zināmas vairākas bioetanola ražošanas tehnoloģijas.

1. Bioloģisko produktu fermentācija. Zināms kopš seniem laikiem un vienkāršākā etilspirta iegūšanas metode. Cukuru saturošu maisījumu rauga fermentācijas laikā tiek iegūts šķīdums ar etanola saturu aptuveni 15%. Palielinoties koncentrācijai, rauga baktērijas mirst, kā rezultātā tiek pārtraukta etilspirta ražošana. Pēc tam spirtu no šķīduma atdala destilējot. Pašlaik šī metode netiek izmantota rūpnieciskajā bioetanola ražošanā.
2. Ražošana, izmantojot rekombinantās zāles. Izejvielu sasmalcina un raudzē ar glikoamilāzi un amilosubtilīnu. Pēc tam destilāciju veic paātrināšanas kolonnās ar spirta atdalīšanu. Plaši izmantota metode bioetanola rūpnieciskai ražošanai.
3. hidrolīzes ražošana. Faktiski tā ir spirta ražošana no iepriekš hidrolizētām celulozi saturošām izejvielām, izmantojot rūpniecisko fermentāciju. To galvenokārt izmanto Krievijā un citās postpadomju valstīs.

Šobrīd pasaulē bioetanola ražošana, pēc dažādām aplēsēm, nedaudz pietrūkst līdz 100 miljoniem tonnu gadā.

Bioetanols. Cena par litru

Bioetanola ražošanas izmaksas uz 1 litru ir atkarīgas no vairākiem faktoriem.

1. Apstrādei izaudzēto izejvielu sākotnējās izmaksas.
2. Izmantoto izejvielu efektivitāte (ražošanas tehnoloģija un iegūtā bioetanola attiecība pret iesaistīto izejvielu daudzumu).
3. Ražošanas loģistika (jo tuvāk stādījumiem ar izejvielām atrodas pārstrādes uzņēmumi, jo lētāka ražošana, jo transportēšanas izmaksām šāda veida kurināmā gadījumā ir lielāka loma nekā naftas benzīna ražošanā).
4. Pašas ražošanas izmaksas (iekārtu izgatavojamība, strādnieku atalgojums, enerģijas izmaksas).

Tāpēc dažādās valstīs 1 litra bioetanola ražošanas izmaksas atšķiras. Lūk, šīs degvielas izmaksas par litru dažās pasaules valstīs:

• ASV - 0,3 ASV dolāri;
• Brazīlija - 0,2 ASV dolāri;
• kopumā Eiropas ražotājiem - apmēram 0,5 USD;

Salīdzinājumam, vidējās benzīna ražošanas izmaksas ir aptuveni 0,5–0,8 USD par litru, ja neņem vērā tādas jēlnaftas eksportētājvalstis kā Saūda Arābija vai Venecuēla, kur litrs benzīna maksā mazāk par litru ūdens.

Bioetanols E85

Iespējams, lauvas tiesu starp visiem bioetanolu saturošajiem degvielas veidiem aizņem zīmols E85. Šāda veida degviela ir 85% bioetanola un 15% parastā naftas benzīna.

Šīs degvielas ir piemērotas tikai īpaši izstrādātiem transportlīdzekļiem, kas var darboties ar biodegvielu. Tie parasti ir marķēti kā Flex-fuel automašīnas.

Bioetanols E85 ir plaši izplatīts Brazīlijā, un tas ir atrodams arī Amerikas Savienotajās Valstīs. Eiropā un Āzijā biežāk sastopamas E5, E7 un E10 markas ar bioetanola saturu attiecīgi 5, 7 un 10 procenti. Pārējais tilpums šajos degmaisījumos tradicionāli tiek piešķirts parastajam benzīnam. Arī pēdējā laikā popularitāti gūst E40 degviela ar 40% bioetanola saturu.

//www.youtube.com/watch?v=NbHaM5IReEo

Bioetanola priekšrocības un trūkumi

Vispirms apskatīsim bioetanola priekšrocības.

1. Ražošanas relatīvais lētums. Tas tiek nodrošināts, ja valstij-ražotājam nav savu, bagātīgo naftas rezervju un ir attīstīta augkopība. Piemēram, Brazīlijā, kurai valsts mērogā ir maz savu naftas rezervju, bet ir attīstīta lauksaimniecība un labvēlīgs klimats, daudz izdevīgāk ir ražot degvielu uz bioetanola bāzes.
2. Izplūdes gāzu videi draudzīgums. Tīrs bioetanols degot izdala tikai ūdeni un oglekļa dioksīdu. Motoram darbojoties ar bioetanolu, atmosfērā neizplūst smagie ogļūdeņraži, kvēpu daļiņas, oglekļa monoksīds, sēru un fosforu saturoši komponenti. Pēc visaptveroša novērtējuma (ņemot vērā visus pēc EURO standarta novērtētos parametrus) izplūdes gāzu tīrība izrādījās 8 reizes augstāka dzinējiem, kas darbojas ar bioetanolu.
3. Atjaunojamība. Ja naftas krājumi ir ierobežoti (šodien pierādīts fakts: pasaules zinātnieku aprindas noraida teorijas par naftas reģeneratīvo dabu kā emisijām no Zemes zarnām), tad bioetanola ražošana ir atkarīga tikai no plantāciju ražas.
4. Mazāks degvielas patēriņš. Vidēji, braucot ar bioetanolu, ar pareizi konfigurētu degvielas sistēmu, tilpuma attiecībā tiek ietaupīti līdz 15% degvielas. Tradicionāli 10 litru benzīna vietā automašīna patērēs tikai 100 litrus bioetanola uz 8,5 kilometriem.

Šāda veida degvielas trūkumi, īpaši saistībā ar esošo transportlīdzekļu parku, šobrīd ir būtiski.

1. Pārmērīgs bioetanola patēriņš automašīnā, kurā ECU nav iestatījumu darbam ar biodegvielu. Un vispār bieži vien ir zema efektivitāte motoram, kas nav paredzēts augu degvielai. Fakts ir tāds, ka enerģijas blīvums un nepieciešamā gaisa un degvielas tilpuma attiecība bioetanolā atšķiras no benzīna. Tas noved pie nestabilas dzinēja darbības.
2. Gumijas un plastmasas blīvējumu iznīcināšana. Gumijas un plastmasas īpašības, kas ļauj šiem materiāliem būt praktiski neitrāliem attiecībā pret naftas enerģijas nesējiem, nevar nodrošināt ķīmisko izturību pret etanolu. Un blīves, kas var izturēt mijiedarbību ar benzīnu gadu desmitiem, tiek iznīcinātas dažu mēnešu laikā, pastāvīgi saskaroties ar alkoholu.
3. Ātra atteice motoram, kas nav paredzēts braukšanai ar bioetanolu. Divu iepriekšējo punktu rezultātā.

Pamatojoties uz iepriekš minēto, varam secināt, ka bioetanols būs lieliska alternatīva parastajam benzīnam, ja automašīna ir paredzēta šāda veida degvielai.

BIOETANOLS JŪSU AUTOMAŠĪNĀ: DRAUGS VAI ienaidnieks?